JP4458793B2 - Belt tension control method for belt-type continuously variable transmission with tensioner - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車などの車両に搭載されるベルト式無段変速機のベルト張力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a belt tension control method for a belt type continuously variable transmission mounted on a vehicle such as an automobile.
従来、駆動側プーリと従動側プーリと、両プーリに巻き掛けられるVベルトと、駆動側プーリへのエンジン回転を断続する発進クラッチとを備え、駆動側プーリと従動側プーリとのベルト巻き掛け径を変更して、エンジン回転を変速して出力するベルト式無段変速機(以下、CVTと称する)が知られている。このようなCVTにおいては、Vベルトの滑りを防止するために、Vベルトに適切な張力を与えるための張力制御が実施されている。このようなVベルトの張力制御としては、例えば特許文献1に記載のもののように、油圧サーボを有する駆動側プーリと油圧サーボを有する従動側プーリとの間にVベルトを巻き掛け、ライン圧をいずれか一方のプーリの油圧サーボに供給することによりベルト張力となる挟持力を発生させるとともに、他方のプーリの油圧サーボにはライン圧を調圧した変速油圧を供給することにより、変速比を可変するようにするものが提案されている。
ところで、このようなベルト式無段変速機にあっては、発進時のトルク伝達を円滑にするために、電磁クラッチなどで構成される発進クラッチを備えるものが知られている。このようなものでは、発進クラッチが同期して回転している場合にはエンジントルクに基づいてVベルトの張力を制御し、発進クラッチが非同期に回転している場合には発進クラッチの伝達トルクに基づいてVベルトの張力を制御するように構成している。このような構成であると、例えば車両の発進後のアクセルOFF時のように発進クラッチが非同期に回転している運転状態から同期する運転状態に移る際には、発進クラッチの伝達トルクに基づいてVベルトの張力を制御している状態から、発進クラッチが同期する運転状態になるので、Vベルトの必要張力が上昇するが、発進クラッチが同期した時点では伝達トルクに基づいたVベルトの張力制御になっているため、不足が生じることがあった。その結果、Vベルトに滑りが生じ、的確な変速制御が実施できないことがあった。 By the way, in such a belt-type continuously variable transmission, what is provided with the starting clutch comprised by an electromagnetic clutch etc. in order to smooth the torque transmission at the time of start is known. In such a case, when the starting clutch rotates synchronously, the tension of the V belt is controlled based on the engine torque, and when the starting clutch rotates asynchronously, the transmission torque of the starting clutch is set. Based on this, the tension of the V-belt is controlled. With such a configuration, for example, when shifting from a driving state in which the starting clutch rotates asynchronously to a synchronized driving state, such as when the accelerator is turned off after the vehicle starts, based on the transmission torque of the starting clutch. From the state in which the tension of the V-belt is controlled, the operation state in which the starting clutch is synchronized is changed, so that the necessary tension of the V-belt increases, but when the starting clutch is synchronized, the tension control of the V-belt based on the transmission torque is performed. As a result, there was a shortage. As a result, the V-belt slips and accurate shift control may not be performed.
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。 The object of the present invention is to eliminate such problems.
すなわち、本発明のテンショナを備えるベルト式無段変速機のベルト張力制御方法は、ベルト巻き掛け径を変更し得る駆動側プーリと従動側プーリとにベルトを掛け渡し、動力断続用クラッチが駆動側プーリとエンジンとの間、又は従動側プーリとディファレンシャル装置との間に介在したベルト式無段変速機に適用され、動力断続用クラッチが同期して回転している場合はエンジントルクに基づいてテンショナによりベルトの張力を制御し、動力断続用クラッチが非同期に回転している場合は動力断続用クラッチの伝達トルクに基づいてベルトの張力を制御するテンショナを備えるベルト式無段変速機のベルト張力制御方法において、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとのうち、必要ベルト張力が大きくなる方のトルクに基づいて設定される張力となるようにテンショナによりベルトの張力を制御することを特徴とする。 In other words, the belt tension control method for a belt-type continuously variable transmission including a tensioner according to the present invention is such that a belt is passed between a driving pulley and a driven pulley whose belt winding diameter can be changed, and a power interrupting clutch is connected to a driving side. Applicable to a belt type continuously variable transmission interposed between a pulley and an engine or between a driven pulley and a differential device. When the power interrupting clutch rotates synchronously, the tensioner is based on the engine torque. The belt tension control of the belt type continuously variable transmission having a tensioner that controls the belt tension based on the transmission torque of the power interrupting clutch when the power interrupting clutch rotates asynchronously. If it is anticipated that the power interrupting clutch will transition from an asynchronous state to a synchronous state, the engine torque and Of the transmission torque of the force intermittent clutch, and controlling the tension of the belt by the tensioner so that the tension is set based on the torque of the person who needs the belt tension is increased.
このような構成によれば、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態に遷移すると思われる運転状態においては、エンジントルクと動力断続用のクラッチの伝達トルクとの大であるほうのトルクに基づいて設定される張力となるようにテンショナによりベルトの張力を制御するので、その後に動力断続用クラッチが同期状態になろうとも、ベルトの張力が不足することを防止することが可能になる。このため、ベルトが弛んで駆動側プーリから従動側プーリへの駆動力が不足すると言った不具合を防止することができる。 According to such a configuration, in an operation state in which the power interrupting clutch is assumed to transition from the asynchronous state to the synchronous state, the engine torque and the transmission torque of the power interrupting clutch are based on the larger torque. Since the tension of the belt is controlled by the tensioner so as to be the set tension, it is possible to prevent the belt tension from becoming insufficient even if the power interrupting clutch is subsequently brought into a synchronized state. For this reason, it is possible to prevent a problem that the belt is slack and the driving force from the driving pulley to the driven pulley is insufficient.
本発明は、以上説明したように、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとの大なるトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御するので、伝達トルクの極性が反転して必要なベルト張力が急上昇する場合に、あらかじめベルト張力を大きくしておくことができ、ベルトのすべりを防止することができる。 As described above, the present invention is based on the large torque of the engine torque and the transmission torque of the power interrupting clutch when the power interrupting clutch is expected to transition from the asynchronous state to the synchronous state. Since the belt tension is controlled so that the tension is set, the belt tension can be increased in advance when the required belt tension rises suddenly when the polarity of the transmission torque is reversed. Can be prevented.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、この実施形態の無段変速機100は、発進クラッチ部1と、無段変速装置2と、切換部3と、ディファレンシャル装置4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the continuously
発進クラッチ部1は、切換部3と従動軸23とを断続する動力断続用クラッチである発進クラッチ13を有している。この発進クラッチ13は、湿式多板式と呼ばれるもので、従動軸23への接続と従動軸23からの切断とは印加されるクラッチ油圧により制御される。
The starting
無段変速装置2は、駆動軸21に設けた駆動側プーリ22と、従動軸23に設けた従動側プーリ24と、駆動側プーリ22と従動側プーリ24とに巻き掛けられたVベルト25と、駆動側プーリ22と従動側プーリ24とのそれぞれの回転数を検出するための入力側回転数検出装置6と出力側回転数検出装置7と、Vベルト25に張力を与えるテンショナ(図2に示す)5とで構成されている。テンショナ5は、駆動側プーリ22と従動側プーリ24との間に配置されVベルト25に接触するローラ51と、そのローラ51をVベルト25に押し付ける押圧機構52であるテンションアーム52a及びテンションアーム52aの押し付け力を制御する制御用アクチュエータ52bを有してなり、制御用アクチュエータ52bによりテンションアーム52を制御して、後述するベルト張力となるようにVベルト25に対して押圧力を加えるものである。
The continuously
駆動側プーリ22は、固定シーブ22aと可動シーブ22bとを有しており、固定シーブ22aの円周部には入力側回転数検出装置6を構成するパルス信号用歯61が所定のピッチで設けてある。一方、可動シーブ22bの背後には、図示しない作動装置例えば油圧ポンプ、作動油管路などが設けてある。同様にして、従動側プーリ24において、その固定シーブ24aの円周部には出力側回転数検出装置7を構成するパルス信号用歯71が所定のピッチで設けてあり、その可動シーブ24bは前記作動装置により駆動側プーリ22の可動シーブ22bと同期して動くように構成してある。そして、駆動側プーリ22と従動側プーリ24とは、それぞれの可動シーブ22b,24bを可動させることにより、ベルト巻き掛け径を変更し得る構成である。入力側回転数検出装置6及び出力側回転数検出装置7は、上述のパルス信号用歯61,71に対向する位置に設けられるピックアップ62、72をそれぞれ備えるもので、それぞれのピックアップ62,72は後述する電子制御装置8に電気的に接続されるものである。
The
切換部3は、従動軸23に回転自在に支持される前進用ギア31及び後進用ギア32を備え、図示しないドッグクラッチにより前進用ギア31と後進用ギア32とのいずれか一方がクラッチ出力軸14に連結される構成である。そして、このような切換部3に対して、アイドラギア33a,33bを介してディファレンシャル装置4に動力が伝達されるように構成してある。
The switching unit 3 includes a
このような無段変速機2は、電子制御装置8により制御される。電子制御装置8は、中央演算処理装置81、記憶装置82、入力インターフェース83及び出力インターフェース84を備えるもので、マイクロコンピュータシステムを主体にして構成されている。入力インターフェース83には、上述の入力側回転数検出装置6及び出力側回転数検出装置7のピックアップ62,72から出力される入力側回転数信号(以下、入力側パルス信号と称する)Pi及び出力側回転数信号(以下、出力側パルス信号と称する)Poが入力されるとともに、車速を検出するための車速センサから出力される車速信号及び図示しないエンジン制御装置からエンジン水温、スロットル開度、エンジン回転数、エンジントルクなどの各種信号が入力される。
Such a continuously
そして、電子制御装置8は、発進クラッチ13が同期して回転している場合はエンジントルクTegに基づいてVベルト25の張力を制御し、発進クラッチ13が非同期に回転している場合は発進クラッチ13の伝達トルクTcに基づいてVベルト25の張力を制御するもので、発進クラッチ13が非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクTegと発進クラッチ13の伝達トルクTcとの大なるトルクに基づいて設定される張力となるようにテンショナに5よりVベルト25の張力を制御するベルト張力制御プログラムが内蔵してある。
The electronic control unit 8 controls the tension of the V-
ベルト張力制御プログラムは、図3に示す概略手順に基づいて実行される。 The belt tension control program is executed based on the schematic procedure shown in FIG.
まず、ステップS1では、発進クラッチ13が同期しているか否かを判定する。この判定は、従動側プーリ角速度ωiと発進クラッチ13の出力側角速度ωoとを比較し、その両者がほぼ等しい場合に同期と判定する。発進クラッチ13の同期を判定した場合は、ステップS2において、エンジントルクTegを次の式により演算し、演算したエンジントルクに基づく必要ベルト張力を演算する。なお、次式において、Teはエンジンの吸気圧と回転数とに基づいて算出されたエンジントルク推定値、Ieはエンジン及び無段変速機100の一部を含む入力部分におけるイナーシャ、ωeはエンジン角速度、GRは減速比である。
Teg={Te−Ie*(dωe/dt)}*GR (1)
First, in step S1, it is determined whether or not the starting
Teg = {Te−Ie * (dωe / dt)} * GR (1)
必要ベルト張力は、選択したトルクにより発進クラッチ13が同期している場合のベルト滑りを防止するために最低限必要なベルト張力を上回る値に設定する。この場合のトルクと必要ベルト張力との関係を図4に示す。必要ベルト張力は、同図に示すように、エンジンにより無段変速装置2が駆動される場合、トルクの増加に対して緩慢に増加する傾向を示し、エンジンブレーキによる運転状態において車軸からのトルクにより駆動される場合、トルクの増加に対して急激に増加する。
The necessary belt tension is set to a value exceeding the minimum belt tension necessary for preventing belt slippage when the
一方、ステップS1において、非同期と判定した場合は、ステップS3において、従動側プーリ角速度ωiと出力側角速度ωoとの差が大きいか否かを判定する。この判定は、完全に非同期状態であるのか、あるいは同期状態に遷移する可能性があるのかを判定するもので、従動側プーリ角速度ωiと出力側角速度ωoとの差が例えば150rpmである場合に差が大きいと判定する。この場合、単に従動側プーリ角速度ωiと出力側角速度ωoとの大きさを比較するものではなく、従動側プーリ回転数と発進クラッチ13の出力側回転数との差の変化量を比較結果と組み合わせるものであってもよい。
On the other hand, if it is determined in step S1 that it is asynchronous, it is determined in step S3 whether or not the difference between the driven pulley angular velocity ωi and the output side angular velocity ωo is large. This determination is to determine whether the state is completely asynchronous or has a possibility of transition to the synchronous state, and is different when the difference between the driven pulley angular velocity ωi and the output side angular velocity ωo is, for example, 150 rpm. Is determined to be large. In this case, the magnitude of the driven pulley angular velocity ωi and the output angular velocity ωo are not compared, but the amount of change in the difference between the driven pulley rotational speed and the output clutch rotational speed of the starting
ステップS3において、差が大きいと判定した場合は、ステップS4において、発進クラッチ13の伝達トルクに基づくベルト張力を演算する。伝達トルクTcは、次の式により演算する。なお、次式において、Pはクラッチ油圧、Aはクラッチ圧力をクラッチに印加するピストン面積、fはリターンスプリングの弾性力、Nは発進クラッチの摩擦面の数、μは動摩擦係数、Rは有効半径である。
Tc=(P*A−f)*N*μ*R (2)
ただし、ωi>>ωoの時は、正の伝達トルクTc
ωi<<ωoの時は、負の伝達トルクTc
If it is determined in step S3 that the difference is large, the belt tension based on the transmission torque of the starting
Tc = (P * A−f) * N * μ * R (2)
However, when ωi >> ωo, the positive transmission torque Tc
When ωi << ωo, negative transmission torque Tc
ステップS3において、従動側プーリ角速度ωiと出力側角速度ωoとの差が小さい場合(同期状態に遷移する可能性がある場合)は、ステップS5において従動側プーリ角速度ωiが出力側角速度ωoを上回っているか否かを判定する。従動側プーリ角速度ωiが出力側角速度ωoを上回っていると判定した場合は、ステップS6において、エンジントルクTegに基づく必要ベルト張力と発進クラッチ13の伝達トルクTcに基づく必要ベルト張力とを比較し、高い方の必要ベルト張力とする。 If the difference between the driven pulley angular velocity ωi and the output side angular velocity ωo is small in step S3 (when there is a possibility of transition to a synchronous state), the driven pulley angular velocity ωi exceeds the output side angular velocity ωo in step S5. It is determined whether or not. When it is determined that the driven pulley angular velocity ωi exceeds the output side angular velocity ωo, the required belt tension based on the engine torque Teg is compared with the required belt tension based on the transmission torque Tc of the start clutch 13 in step S6. Use the higher required belt tension.
これに対して、ステップS5において、従動側プーリ角速度ωiが出力側角速度ωoを下回っていると判定した場合は、ステップS7において、エンジントルクTegに基づく必要ベルト張力と発進クラッチ13の負の伝達トルクTcに基づく必要ベルト張力とを比較し、高い方の必要ベルト張力とする。この場合、伝達トルクTcの極性は、発進クラッチ13の滑り方向、言い換えれば、従動軸23の回転数と発進クラッチ13の出力側の回転数との差により決定される。具体的には、発進クラッチ13の出力側の回転数が従動軸23の回転数を上回っている場合には、その回転数の差により極性を負に決定する。
On the other hand, if it is determined in step S5 that the driven pulley angular velocity ωi is lower than the output side angular velocity ωo, the necessary belt tension based on the engine torque Teg and the negative transmission torque of the start clutch 13 are determined in step S7. The required belt tension based on Tc is compared to obtain the higher required belt tension. In this case, the polarity of the transmission torque Tc is determined by the slip direction of the start clutch 13, in other words, the difference between the rotation speed of the driven
この後、ステップS8において、演算した必要ベルト張力となるように、Vベルト25のベルト張力をテンショナ5により制御する。
Thereafter, in step S8, the belt tension of the
このような構成において、例えば発進時などにおいて、発進クラッチ13が、非同期状態から同期状態へ遷移すると予想される場合、言い換えれば、非同期状態にあって、同期状態を判断する基準に接近している状態である場合、ステップS1、ステップS3、ステップS5、ステップS6及びステップS8を、あるいはステップS1、ステップS3、ステップS5、ステップS7及びステップS8を順に実行し、Vベルト25のベルト張力を制御する。
In such a configuration, for example, at the time of starting, when the starting
したがって、発進クラッチ13が同期することにより必要ベルト張力が急激に上昇する場合においても、あらかじめベルト張力を高くしておくことができるので、Vベルト25が滑らない状態を継続することができる。
Therefore, even when the required belt tension rapidly increases due to synchronization of the start clutch 13, the belt tension can be increased in advance, so that the state where the V-
一方、ステップS1において、発進クラッチ13が同期していると判定した場合は、ステップS2、ステップS8を順に実行し、エンジントルクTegに基づいて設定ベルト張力を演算する。したがって、回転変動を見越したトルクに基づいて設定ベルト張力を正確に設定することができ、Vベルト25の滑りを防止することができる。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the starting
このような発進クラッチ13が同期している場合に、エンジントルクTegが負で、かつ駆動側プーリ22の回転数が低下する変速状態では、エンジントルクのみ、つまり式(1)において、イナーシャIeの項がない式において演算した、イナーシャIeを考慮しないエンジントルクに基づくベルト張力となるように制御するものであってよい。
When the starting
図5において、まず、ステップS11では、上記実施形態と同様に、発進クラッチ13が同期しているか否かを判定する。発進クラッチ13の同期を判定した場合は、ステップS12において、イナーシャ分を考慮して算出したエンジントルクTegとイナーシャ分を考慮せずに算出した基本エンジントルクTegxとを比較し、大なるトルクを判定する。基本エンジントルクTegxは、次の式により演算する。
Tegx=Te*GR (3)
In FIG. 5, first, in step S <b> 11, it is determined whether the
Tegx = Te * GR (3)
一方、ステップS11において、非同期と判定した場合は、ステップS13を実行する。このステップS13及びステップS13に続くステップS14、ステップS15、ステップS16及びステップS17は、上述のステップS3、ステップS4、ステップS5、ステップS6及びステップS7と同一内容であるので、説明を割愛する。 On the other hand, if it is determined in step S11 that it is asynchronous, step S13 is executed. Step S14, step S15, step S16 and step S17 following step S13 and step S13 have the same contents as the above-described step S3, step S4, step S5, step S6 and step S7, and will not be described.
このような構成において、例えば減速運転を行っており、その間に車速に応じて変速比を変更している場合、つまりエンジントルクが負であり、しかも駆動側プーリ22の回転数が低下する変速状態において、変速比の変更が完了した時点でVベルト25の必要なベルト張力が急激に上昇することがある。これは、Vベルト25をテンショナ5により張力制御しているものでは、エンジントルクにより無段変速装置2が回転駆動される状態から車軸からのトルクにより回転駆動される状態に変化すると、図4に示すように、必要ベルト張力が大きく変化することになる。このような場合に、上記式(3)で示されるイナーシャ分を考慮しない基本エンジントルクTegxが上記式(1)で示されるイナーシャ分を考慮したエンジントルクTegのイナーシャ分に基づく分だけ小さな値となるので、上記した変速状態にあっては基本エンジントルクTegxにより必要ベルト張力を演算することになる。
In such a configuration, for example, when a speed reduction operation is performed and the gear ratio is changed according to the vehicle speed during that time, that is, the engine torque is negative, and the speed change state in which the rotational speed of the driving
したがって、このような変化が生じる場合は、Vベルト25が滑る可能性が高くなるが、上記のように構成することにより、ベルト張力を高く設定してVベルト25のベルト張力を制御できるので、Vベルト25が滑ることを防止することができる。
Therefore, when such a change occurs, the possibility that the V-
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態においては、発進クラッチ13が従動側プーリ24とディファレンシャル装置4との間に介在するものを説明したが、エンジンと駆動側プーリ22との間に介在するものであってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、発進クラッチ13が同期している場合に、上記式(1)、式(3)、あるいは式(1)において、エンジン角加速度dωe/dtを観測値ではなく、変速速度の目標値から算出するものに変更したものにより演算されるそれぞれのエンジントルクに基づいて演算されるベルト張力のうち、最大であるものを採用するものであってもよい。このように、エンジン角加速度dωe/dtの観測値ではなく、変速速度の目標値を用いることにより、フィードフォーワード制御的にベルト張力を設定できるので、定常状態から変速開始時に必要なベルト張力が急に上昇するような運転状態にあっても、Vベルト25の滑りを防止することができる。
In the above embodiment, when the starting
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
2…無段変速装置
4…ディファレンシャル装置
13…発進クラッチ
22…駆動側プーリ
24…従動側プーリ
25…Vベルト
8…電子制御装置
81…中央演算処理装置
82…記憶装置
83…入力インターフェース
84…出力インターフェース
2 ... continuously
Claims (1)
動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとのうち、必要ベルト張力が大きくなる方のトルクに基づいて設定される張力となるようにテンショナによりベルトの張力を制御することを特徴とするテンショナを備えるベルト式無段変速機のベルト張力制御方法。 A belt in which a belt is stretched between a driving pulley and a driven pulley whose belt winding diameter can be changed, and a power interrupting clutch is interposed between the driving pulley and the engine or between the driven pulley and the differential device. When the power intermittent clutch rotates synchronously, the belt tension is controlled by the tensioner based on the engine torque, and the power intermittent clutch rotates asynchronously. In a belt tension control method for a belt-type continuously variable transmission including a tensioner that controls tension of a belt based on transmission torque of a power interrupting clutch,
If the power interrupting clutch is expected to transition from the asynchronous state to the synchronous state, it is set based on the torque that increases the required belt tension between the engine torque and the transmission torque of the power interrupting clutch. A belt tension control method for a belt-type continuously variable transmission equipped with a tensioner, wherein the tension of the belt is controlled by a tensioner so that the tension becomes constant .
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